工业高浓度氨氮废水处理论文_张清伟,,彭兰芳,,罗铎元（指导人）

摘要：磷酸铵镁沉淀法（MAP）是常用的除氨氮工艺技术，该方法除氨氮速率快、去除效率高，工业上常用于处理高浓度氨氮废水。本文主要研究MAP中磷源（KH2PO4·3H20）投加量、镁源（MgCl2·6H20）投加量、pH等对于氨氮去除效果的影响。

关键词：磷酸铵镁；高浓度氨氮废水；pH；磷源；镁源

氨氮类化合物是引起水体富营养化的主要元凶，一般高浓度的氨氮废水主要产自工业生产过程以及垃圾填埋场渗滤液，其污染物氨氮质量浓度一般大于 500 mg /L［1］。氨氮类废水成分复杂，含有许多有生物毒性、难以被微生物降解的化合物，除此之外，氨氮废水中重金属常常超标，因此导致其处理难度较大。为此，这类高浓度氨氮废水处理方法和技术日益备受人们的关注［2］。

目前针对工业氨氮废水，常用的处理方法有生物法、化学氧化法、磷酸铵镁沉淀法（MAP法）、膜分离法、吹脱法、离子交换法等。在确定氨氮废水的处置方法时，除氨氮浓度外，废水中含有的杂质种类和性质也需考虑，所以选择氨氮废水的处理方法时要根据实际情况而定，在考虑去除效果的同时还要考虑经济性等。[3]

磷酸铵镁沉淀法( MAP法) ，能有效去除废水中的氨氮，同时生成的磷酸铵镁沉淀是一种缓释复合肥，可用于堆肥、土壤添加剂，或用作阻燃剂。因此酸铵镁沉淀法( MAP法)是一种处置高氨氮废水比较理想的方法。[4]

一、实验部分

本研究拟模拟磷酸铵镁沉淀法( MAP法)高浓度氨氮废水，试探究磷酸根（KH2PO4·3H20）投加量、镁离子（MgCl2·6H20）投加量、pH等对其去除效果的影响，探索最佳处置条件，为后续生产运营提供实验数据支撑。

1.1实验试剂及设备

本实验所用到的试剂及设备见下表一

1.2实验方法

取500mL平底烧杯，加入200ml某厂家废液（已检测氨氮数据），边搅拌边缓慢后加入定量磷酸二氢钾（KH2PO4·3H20），待磷酸二氢钾完全溶解后缓慢加入已称量的氯化镁（MgCl2·6H20），搅拌混合过程中不断加入液碱调节pH，合适pH下充分反应30min后。静置反应液20min后过滤，取上清液进行氨氮数据检测。

重复上述实验，改变磷酸二氢钾（KH2PO4·3H20）、氯化镁（MgCl2·6H20）、pH条件，得出磷酸二氢钾（KH2PO4·3H20）、氯化镁（MgCl2·6H20）、反应pH对最终氨氮去除率效果的影响。

1.3氨氮量的测定—纳氏试剂比色法（HJ 535-2009）

碘化汞和碘化钾的碱性溶液与游离态的氨或铵离子等形式存在的氨氮反应生成淡红棕色络合物，该络合物的吸光度与氨氮含量成正比，于波长420mm处检测吸光度。具体检测方法详见HJ 535-2009。

2结果与讨论

2.1 不同pH对氨氮去除效果的影响

控制反应溶液初始氨氮浓度，按n( Mg2 + ) ∶ n( NH4 +) ∶ n( PO43-) =1:1:1比例添加磷酸二氢钾（KH2PO4·3H20）、氯化镁（MgCl2·6H20），调节最终反应的pH，充分反应后过滤取上清液，采用纳氏试剂比色法（HJ 535-2009）检测最终上清液的氨氮溶度，计算氨氮去除率。其氨氮去除率与最终pH结果如表2：

表2：不同反应pH对氨氮去除率的影响

从表二数据可得：随着 pH 的增加，氨氮去除率先增大后减小，在 pH 为 9. 0 时，氨氮的去除率最高，可以达到 88% 以上，去除效果最好。因此，沉淀反应系统的溶液 pH 应控制在 9. 0 较合适。

2.2不同磷酸二氢钾浓度对氨氮去除效果的影响

控制反应溶液初始氨氮浓度，按n( Mg2 + ) ∶n( NH4 +) =1:1比例添加氯化镁（MgCl2·6H20），调节磷酸二氢钾的添加比例，控制最终反应的pH=9，充分反应后过滤取上清液，采用纳氏试剂比色法（HJ 535-2009）检测最终上清液的氨氮溶度，计算氨氮去除率。其氨氮去除率与磷酸二氢钾添加量结果如表3：

表3 不同磷酸根浓度对氨氮去除率的影响

从表三数据可得：随着磷酸根浓度的增加，氨氮去除率不断增大，在溶液中n( PO43-) ∶n( NH4 +)＞1.1:1时，溶液氨氮去除率已达92%以上，而再随着磷酸根离子的增加，氨氮的去除率变化不明显。因此，沉淀反应系统的溶液 磷酸根浓度控制n( PO43-) ∶n( NH4 +)=1.1:1在较合适。

2.3 不同氯化镁浓度对氨氮去除效果的影响

控制反应溶液初始氨氮浓度，按n( PO43-)∶ n( NH4 +) =1.1:1比例添加磷酸二氢钾（KH2PO4·3H20）、调节氯化镁（MgCl2·6H20）的添加量，控制最终反应的pH=9，充分反应后过滤取上清液，采用纳氏试剂比色法（HJ 535-2009）检测最终上清液的氨氮溶度，计算氨氮去除率。其氨氮去除率与氯化镁的添加量结果如表4:

表4 不同镁离子浓度对氨氮去除率的影响

从表四数据可得：随着镁离子浓度的增加，氨氮去除率不断增大，在溶液中n( Mg2 + ) ∶n( NH4 +)＞1.1:1时，溶液氨氮去除率已达96%以上，而再随着镁离子的增加，氨氮的去除率变化不明显。因此，沉淀反应系统的溶液镁浓度控制n( Mg2 + ) ∶n( NH4 +)=1.1:1在较合适。

三、结论

氨氮废水的处理是保证外排水达标的重要措施之一，采用磷酸铵镁法（MAP法）处置氨氮废水，在反应pH=9. 0，溶液中n( Mg2 + ) ∶ n( PO43-)∶ n( NH4 +) =1.1:1.1:1配比时，能保证废水中氨氮去除效果达96%以上，同时得到的磷酸铵镁是一种高效的缓释磷铵肥，通过回收分离能达到一定的经济效环保效益。

参考文献

[1]严进．高浓度氨氮废水的处理技术［J］.南通职业大学学报，2003，12( 4) : 52－54．

[2]朱志．高浓度氨氮废水的处理技术及发展［J］.环境科学导刊，2008，27( 1) : 60－61．

[3]霍守亮，席北斗，刘鸿亮，等．磷酸铵镁沉淀法去除与回收废水中氮磷的应用研究进展［J］,化工进展，2007，26( 3) :371 － 376．

[4]刘国跃,王昶昊,施云海,陈浩.化学沉淀法处理高浓度氨氮废水的实验研究[J].石油化工技术与经济,2013,29(06):31-35.

论文作者:张清伟,,彭兰芳,,罗铎元（指导人）

论文发表刊物:《城镇建设》2020年4期

论文发表时间:2020/4/13

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